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BRO高纯水设备

  • 所属分类:纯水处理设备

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  • 发布日期:2018/09/04
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详细介绍

一、高纯水处理设备的介绍

纯水处理设备或称超纯水处理设备,是以在纯水处理的基础上进一步提纯纯化获得的顶尖纯度水质的水处理设备。首先高纯水是大概分为18MΩ.cm、15MΩ.cm、10MΩ.cm、2MΩ.cm、0.5MΩ.cm这五个等级的水质。高纯水处理设备采用预处理、反渗透、精除盐这三步主要技术处理以及后将水中的导电介质几乎完全去除,又将水中不离解的胶体物质、气体及有机物均去除至很低程度的设备。

二、高纯水处理设备的构造

高纯水处理设备的基础是纯水处理设备,自然包括纯水处理设备的预处理和反渗透部分。但是其主要核心则是后段的精除盐的处理装置,有电渗析、阴阳离子交换树脂床、EDI电除盐、抛光树脂床这样一系列。

1、预处理由石英砂过滤器、活性碳过滤器、全自动软水器、精密过滤器组成(我司采用全自动控制阀头),也可选用超滤系统作为预处理,但通常工程造价要高。预处理主要目的是去除原水中含有的泥沙,铁锈、胶体物质、悬浮物、色度、异味、生化有机物。当原水中硬度较高时,可选择全自动软水器,这样有效的保护了反渗透膜,从而延长了反渗透膜的使用寿命。

2、反渗透主机主要由高压泵、膜壳、进口反渗透膜组件,在线仪表、控制电气等组成。只要膜的数量及泵的型号选型得当,反渗透主机脱盐率及产水量都能达到额定指标,出水电导率可保证在≤10us. CM以下,(原水电导率小于500us/cm,工作温度:1~40℃)

3、精除盐装置是对反渗透制取的纯水作进一步的深化处理以制取超纯水,通常是离子交换混床设备或EDI设备,根据客户要求,出水阻率可达到18.2MΩ.CM。

三、高纯水处理设备的应用

1、半导体材料、超导器件、印刷电路板和集成电路成品、清洗使用用纯水;

2、超纯材料和超纯化学试剂勾兑用超纯水;

3、实验室和中试车间用超纯水;

4、汽车配件、电镀表面抛光冲洗使用纯水;

5、光学微电子产品冲洗使用纯水;

6、超纯材料和超纯化学试剂生产使用纯水;                                                                                       

7、实验室和中试车间生产及冲洗使用纯水;

8、精细化学品生产使用纯水;

9、食品饮料、食品添加剂生产使用纯水;

10、制药行业使用纯水;

11、其他新兴产品需要超高纯水清洗用的纯水等。

 

 

 

高纯水设备的主要用途:

1、超纯材料和超纯试剂的生产和清洗。

2、电子产品的生产和清洗。

3、电池产品的生产。

4、半导体产品的生产和清洗。

5、电路板的生产和清洗。

6、其他高科技精细产品的生产。

超纯水系统设备的脱盐核心部件为进口反渗透膜组件,超纯水系统设备通常由预处理部分,反渗透主机部分,后处理部分共同组成。

纯水设备超纯水设备即用以生产制备以上不同超纯水的水处理设备。高纯水设备的制备工艺流程一般分为以下几种,工艺制取使用反渗透产水进水,核心使用EDI模块和抛光树脂床脱盐:

1、预处理系统→反渗透系统→中间水箱→粗混合床→精混合床→纯水箱→纯水泵→紫外线杀菌器→抛光混床→精密过滤器→用水对象 (≥18MΩ.CM)(传统工艺)。

2、预处理→反渗透→中间水箱→水泵→EDI装置→纯化水箱→纯水泵→紫外线杀菌器→抛光混床→0.2或0.5μm精密过滤器→用水对象(≥18MΩ.CM)(最新工艺)。

3、预处理→一级反渗透→加药机(PH调节)→中间水箱→第二级反渗透(正电荷反渗膜)→纯水箱→纯水泵→EDI装置→紫外线杀菌器→0.2或0.5μm精密过滤器→用水对象(≥17MΩ.CM)(最新工艺)。

4、预处理→反渗透→中间水箱→水泵→EDI装置→纯水箱→纯水泵→紫外线杀菌器→0.2或0.5μm精密过滤器→用水对象(≥15MΩ.CM)(最新工艺)。

5、预处理系统→反渗透系统→中间水箱→纯水泵→粗混合床→精混合床→紫外线杀菌器→精密过滤器→用水对象 (≥15MΩ.CM)

高纯水设备工艺原理:采用预处理、反渗透技术、超纯化处理以及后级处理等方法,将水中的导电介质几乎完全去除,又将水中不离解的胶体物质、气体及有机物均去除至很低程度的水处理设备。

超纯水系统设备的脱盐核心部件为进口反渗透膜组件,超纯水系统设备通常由预处理部分,反渗透主机部分,后处理部分共同组成。

1、预处理由石英砂过滤器、活性碳过滤器、全自动软水器、精密过滤器组成(我司采用全自动控制阀头),也可选用超滤系统作为预处理,但通常工程造价要高。预处理主要目的是去除原水中含有的泥沙,铁锈、胶体物质、悬浮物、色度、异味、生化有机物。当原水中硬度较高时,可选择全自动软水器,这样有效的保护了反渗透膜,从而延长了反渗透膜的使用寿命。

2、反渗透主机主要由高压泵、膜壳、进口反渗透膜组件,在线仪表、控制电气等组成。只要膜的数量及泵的型号选型得当,反渗透主机脱盐率及产水量都能达到额定指标,出水电导率可保证在≤10us. CM以下,(原水电导率小于500us/cm,工作温度:1~40℃)

3、后处理部分是对反渗透制取的纯水作进一步的深化处理以制取超纯水,通常是离子交换混床设备或EDI设备,根据客户要求,出水阻率可达到18.2MΩ.CM。

三、高纯水处理设备的应用

1、半导体材料、超导器件、印刷电路板和集成电路成品、清洗使用用纯水;

2、超纯材料和超纯化学试剂勾兑用超纯水;

3、实验室和中试车间用超纯水;

4、汽车配件、电镀表面抛光冲洗使用纯水;

5、光学微电子产品冲洗使用纯水;

6、超纯材料和超纯化学试剂生产使用纯水;                                                                                       

7、实验室和中试车间生产及冲洗使用纯水;

8、精细化学品生产使用纯水;

9、食品饮料、食品添加剂生产使用纯水;

10、制药行业使用纯水;

11、其他新兴产品需要超高纯水清洗用的纯水等。

 

 

 

 

EDI高纯水设备 (Electrodeionization)是将电渗析与离子交换有机地结合在一起的膜分离脱盐工艺,属高科技绿色环保设备。EDI高纯水设备具有连续出水、无需酸碱再生和无人值守等优点,已在制备纯水的系统中逐步代替混床作为精处理设备使用。这种先进技术的环保特性好,操作使用简便,愈来愈多地被人们所认可,也愈来愈多广泛地在医药、电子、电力、化工等行业得到推广,至今国际上已有3千多套EDI装置在运行,总容量已超过3万M/H。它的出现是水处理技术的一次革命性的进步,标志着水处理工业最终全面跨入绿色产业的行业。EDI技术应用电再生离子交换除盐工艺取代传统混合离子交换除盐工艺DI。通过离子交换树脂及选择性离子膜达到高脱盐效果,与反渗透结合的联合工艺使产水水质可达10~18MΩ·CM的高规格产水。

EDI高纯水设备的工作原理

自来水中常含有钠、钙、镁、氯、硝酸盐、矽等溶解盐。这些盐是由负电离子(负离子)和正电离子(正离子)组成。反渗透可以除去其中超过99%的离子。自来水也含有微量金属,溶解的气体(如CO2)和其他必须在工业处理中去除的弱离子化的化合物(如矽和硼)。

RO反渗透出水(EDI进水),根据不同需要,超纯水或去离子水一般电阻为2-18MΩμm。

交换反应在模组的纯化学室进行,在那里阴离子交换树脂用它们的氢氧根据离子(OH-)来交换溶解盐中的阴离了(如氯离子C1)。相应地,阳离子交换树脂用它们的氢离子(H+)来交换溶解盐中的阳离子(如Na+)。在位于模组两端的阳极(+)和阴极(-)之间加一直流电场。电势就使交换到树脂上的离子沿着树脂粒的表面迁移并通过膜进入浓水室。阳极吸引负电离子(如OH-,CI-)这些离子通过阴离子膜进入相临的浓水流却被阳离子选择膜阻隔,从而留在浓水流中。阴极吸引纯水流中的阳离子(如H+,Na+)。这些离子穿过阳离子选择膜,进入相临的浓水流却被阴离子膜阴隔,从而留在浓水流中。当水流过这两种平行的室时,离子在纯水室被除去并在相临的浓水流中聚积,然后由浓水流将其从模组中带走。在纯水及浓水中离子交换树脂的使用是EDI技术和专利的关键。一个重要的现象在纯水室的离子交换树脂中发生。在电势差高的局部区域,电化学反应分解的水产生大量的H+和OH-。在混床离子交换树脂中局部H+和OH-的产生使树脂和膜不需要添加化学药品就可以持续再生。要使EDI处于最佳工作状态、不出故障的基本要求就是对EDI进水要求进行适当的预处理。进水中的杂质对去离子模组有很大影响。并可能导致缩短模组的寿命。

EDI的运行过程

淡水进水淡水室后,淡水中的离子与混床树脂发生离子交换,从而从水中脱离;

被交换的离子受电性吸引作用,阳离子穿过阳离子交换膜向阴极迁移,阴离子穿过阴离子交换膜向阳极迁移,并进入浓水室从而从淡水中去除。 离子进入浓水室后,由于阳离子无法穿过因离子交换膜,因此其将被截留在浓水室,同样,阴离子无法穿过阳离子交换膜,被截留在浓水室,这样阴阳离子将随浓水流被排出模块;与此同时,由于进水中的离子被不断的去除,那么淡水的纯度将不断的提高,待由模块出来的时候,其纯度可以达到接近理论纯水的水平;

水分子在电的作用下被不断的离解为H+和OH-,H+和OH-将分别使得被消耗的阳/阴树脂连续的再生。 过程1和过程3是树脂的消耗和再生的两个相反过程,这两者会在模块内部形成一个动态平衡。

特点指标

(1) 脱盐率大于99.9%,效率远远高于两级反渗透和单纯的离子交换。

(2) 较传统的离子交换法脱盐节约树脂95%以上

(3) 离子交换树脂不需使用酸碱再生,节约大量酸碱和清洗用水,降低劳动 强度。

(4) 清洁生产,无废水处理问题,利于环保。

(5) 自动化程度高,易维护,可设计成完善的膜技术高纯水生产线。

(6) 产水电阻率15-18MΩ.cm,pH 6.5-7.0,硅<1.0ppb,彻底无菌。

(7) 占地面积小,单一系统连续运转,不需建设备用系统。

技术参数

产水量:Q=5t/h 出水水质:10-15MΩ.cm

应用范围

EDI高纯水设备主要用于医药行业,化工行业、电子光伏、食品饮料、电镀清洗、生物化学、实验室等等对水质要求非常高的行业。

操作运行维护编辑

EDI高纯水设备的良好的长期运行不仅依赖于系统的初期设计,而且取决于正确的运行和维护。这包含系统的初期启动和运行过程中的启动/停机。为了保持系统的长期良好运行,需要对系统运行数据进行定期记录,以便日后日常运行维护。而且日常运行维护数据对于在设备故障判断和决定采取何种措施方面有重要意义。

技术的先进性

不需化学再生药剂,生产过程无任何污染,属清洁生产。

不需停机再生,连续生产水质稳定的高纯水(15~18MΩ·cm)。

运行稳定可靠,维护简单、运行费用低。

占地面积小,节约场地建设费用。

超纯水设备也在以下的行业中使用:

1、半导体材料、超导器件、印刷电路板和集成电路成品、清洗使用用纯水;

2、超纯材料和超纯化学试剂勾兑用超纯水;

3、实验室和中试车间用超纯水;

4、汽车配件、电镀表面抛光冲洗使用纯水;

5、光学微电子产品冲洗使用纯水;

6、超纯材料和超纯化学试剂生产使用纯水;                                                                                               
7、实验室和中试车间生产及冲洗使用纯水;

8、精细化学品生产使用纯水;

9、食品饮料、食品添加剂生产使用纯水;

10、制药行业使用纯水;

11、其他新兴产品需要超高纯水清洗用的纯水等。

 

树脂混床超纯水设备是一种由凝胶型强酸阳离子交换树脂与强碱阴离子交换树脂组成并已再生预混好的即用型树脂床,主要用于超纯水的制备。主要应用于电子工业纯水的制备,以及其它各种水处理工艺的后续混床精处理。适用于出水要求高且不具备高要求再生条件的各水处理领域,诸如显示设备﹑计算器硬盘﹑CD-ROM﹑精密线路板﹑离散电子设备等精密电子产品行业 、医药及医疗、化妆品行业、精密机械加工行业等。

树脂混床的参考指标

1、PH范围:0-14

2、允许温度:钠型≤120 氢≤100

3、膨胀率%:(NA+ 到 H+):≤10

4、工业用树脂层高度m:≥1.0

5、再生液浓度%:NACL6-10 HCL5-10 H2SO4:2-4

6、再生剂用量kg/m3(按100%计工业品):NACL 75-150 HCL 40-100 H2SO4:75-150

7、再生液流速m/h:5-8

8、再生接触时间minute:30-60

9、正洗流速m/h:10-20

10、正洗时间minute:约30

11、运行流速m/h:10-40

12、工作交换容量mmol/l(湿):食盐再生≥1000 盐酸再生≥1500

树脂混床的再生原理及步骤

药液配置

(1)选用4级片状碱(NaOH)、纯水配制含量3.5—4%的碱液,溶化后用加药泵搅拌均匀。碱液数量是树脂量的2倍。

(2)选用优质工业盐酸(HCl)含量为30—33%、纯水配制含量为5.5—6%的酸液,用加药泵搅拌均匀。酸液数量是树脂量的2倍。

再生方法

(1) 反洗分层:打开上排气阀及上排水阀,再打开反冲阀,待树脂升到接近柱顶时,将上排气阀关闭,严防树脂溢出,反洗10—15分钟,将阀门关闭。

(2) 加碱:

a. 打开上排气阀、下排阀,将水放到树脂上部50—100mm。

b. 打开进碱阀、加药泵进口阀、回流阀,启动加药泵,再打开加药泵出口阀。

c. 用试纸检测下排水PH=10左右时,缩小排放量,经过1小时后停止。

(3) 二次反洗分层,约10分钟,方法同(1)

(4) 打开下排阀、进水阀、关闭上排水阀,当上排气阀出水后其关闭,正洗到PH=11停止。

(5) 加酸:

a. 将水排放到阳、阴树脂界面以下100mm。

b. 小量打开中排管进酸阀,打开加药泵进口阀、回流阀,启动加药泵,再打开加药泵出口阀。缩小排放量,使液面保持在阳、阴树脂界面间。

c. 检测下排水PH=3以下时,缩小进酸液量,使其经过45分钟后停止。

(6) 洗酸:将加药箱冲洗后放入纯水,启动加药泵,由中排管进入阳树脂,洗至PH=3停止。

(7) 加入淡水,使水面在上视镜的上沿处。

(8) 打混:

a. 打开上排气及上排水阀,小量打开进气阀,开启空压机,当压力升到0.2MPa时打开空压机出气阀,使树脂搅均。

b. 观察树脂混合情况,约5—15分钟后树脂混合好,关闭上排水阀、进气阀、空压机出气阀、空压机,迅速打开进水阀、下排阀,使树脂快速固定。

(9) 正洗:打开下排阀、进水阀、关闭上排水阀,当上排气阀出水后其关闭,正洗5分钟后,检测下排口水质电阻率达到 ≥ 1mΩ/cm(电导率 ≤ 1 µs/cm),再生完成即可收水使用或停车备用。

超纯水设备中树脂再生工艺概述

把一定比例阳,阴离子交换树脂混合装填到同一个交换装置中,对流体中的离子进行交换,脱除。树脂是超纯水设备制取纯水中必不可少的手段之一。它的产水水质比较稳定,造价比较低。

树脂失效度与再生度的定义

超纯水设备树脂工作原理在树脂交换过程中,树脂上可交换离子全部被交换完了,树脂就不再有交换水中离子作用,我们称这种现象为“失效”。我们把树脂再生后获得再生的工作交换容量与该树脂全部工作交换容量比值,这种情况我们称之为树脂再生度。

树脂的“失效度”有何意义

超纯水设备离子交换树脂失效时,树脂已经失去工作交换容量占这个树脂全部工作交换容量比值称之为 “失效度。

超纯水设备运行过程中,水质好坏,水温流速以及含盐状况,树脂高度,树脂再生情况等等都会影响树脂失效度,我们通常通过树脂失效度来判断交换床的运行情况。

树脂的“再生度”有何意义

获得再生的工作交换容量与该树脂全部工作交换容量比值称之为树脂再生度。

超纯水设备运行过程中再生剂,再生浓度,流量,温度以及工艺操作,反洗情况和吸流床树脂的再生度均会影响树脂再生度。我们通常根据树脂再生度来判断交换床再生情况。

 


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